JPH04114719A - 燃焼排ガスの処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアルカリまたはアルカリ土類金属の化金物を脱
硫剤として用いる脱硫装置に係り、特に脱硫処理に必要
な水噴霧量の低減に好適な装置に関する。

［従来の技術］ 火力発電所における重油焚、石炭焚ホイラから排出され
る排ガス中には、硫黄化合物（ＳＯｘ）やＨＣＩなどの
酸性有害物質が通常、１００〜３゜０００ｐｐｍの割合
で含まれており、大気汚染防止上、これを効果的な手段
で除去する方法が望まれている。

従来から、湿式法が大型ボイラでは多く採用されてきた
が、有害物質の除去率が高い反面１、廃水処理が困難、
副生成物の処理に多大の費用がかかる、設備費が高いと
いう問題点があった。

これら湿式法の問題点を解決するため乾式の脱硫方法が
開発されてきた。乾式法としては、大きく分けて■脱硫
剤としてアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩
、水酸化物または酸化物等のスラリを火炉や煙道に噴霧
する方法と■脱硫剤として前記アルカリ金属またはアル
カリ土類金属の化合物の粉体を火炉、煙道および脱硫反
応器に吹き込む方法の２種類がある。

［発明が解決しようとする課題つ しかし、前者■のスラリ法は、ノズルが閉塞しやすい、
スラリ調整が難しいという技術的問題点をかかえている
。また、後者■の方法では、ノズルの閉塞等の問題は回
避されるものの、高い脱硫率を得るには脱硫反応器内の
温度を断熱飽和温度近くまで下げねばならない。ところ
が、脱硫反応器内の温度を降下させると、集塵装置内で
結露し、集塵装置が腐食するという問題が発生していた
。

後者■の方法の一例として、消石灰や生石灰を排ガス中
に噴霧して排ガス中のＳＯｘと反応させ、これを集塵装
置で除去する方法の代表的なフローシートを第４図に示
す。ボイラ１からの排ガスはエアヒータ２で温度を下げ
られ、脱硫反応器４に導かれる。消石灰などの脱硫剤は
脱硫剤供給口５より脱硫反応器４内に供給され、同時に
水も水供給口６より脱硫反応器４内に供給されることに
より、排ガスの温度を下げ、湿度を上げられる。反応し
た脱硫剤は排ガス中の灰とともに集塵装置７で捕集され
、廃棄される。

このような方法において、酸性有害物質の除去率を上げ
るためには、反応を支配するとされている相対湿度でき
るだけ上げる必要があり、そのためには、できるだけ断
熱飽和温度へ近づける必要がある。しかし、脱硫反応温
度を断熱飽和温度へ近づければ近づけるほど、露点腐食
を誘発する危険にさらされることになり、特に脱硫反応
器４より不可避的に温度が下がる集塵装置７で腐食が大
きな問題となる。そこで、一般には脱硫反応器４出口の
温度を断熱飽和温度プラス１０〜１５℃にして運転され
ていたため、脱硫率としては十分満足できるものではな
かった。

また、前記乾式脱硫装置においては、脱硫反応を行わせ
る脱硫反応器と使用済みの脱硫剤を除去する集塵装置は
一体化したものが一般的であるが、集塵装置内で腐食が
進行すれば、脱硫反応器を停止せざるを得ないという問
題もあった。

そこで本発明の目的は、前記■の脱硫剤としてアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の化合物の粉体を火炉、煙
道あるいは脱硫反応器に吹き込む乾式脱硫方法において
、十分な脱硫率を得て、なおかつ集塵装置の腐食を防止
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は次の構成により達成される。

アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物のう
ち、少なくとも一種順以上の化合物の微粒子を含む脱硫
剤を用い、脱硫反応器を介して燃焼排ガス中の酸性有害
物質を除去する燃焼排ガスの処理装置において、 脱硫反応器への導入前の排ガスと脱硫反応器から排出さ
れる脱硫処理済みの排ガス簡の熱交換を行わせるための
ガス用熱交換器を設けた燃焼排ガスの処理装置、 である。

脱硫剤は例えば、消石灰、生石灰、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等が用いられる。

［作用］ 燃焼装置から排出するＳＯＸ等の酸性有害物質を含む排
ガスはガス用熱交換器に導かれ、脱硫反応器から出た脱
硫処理済みの排ガスと熱交換されて温度を下げられる。

温度を下げられた排ガスは、脱硫反応器に入り、アルカ
リ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物のうち、少
なくともいずれかの化合物の微粒子を含む脱硫剤でＳＯ
，ｌは除去される。この時、脱硫性能を高くするため脱
硫反応器へ導入される排ガス温度を脱硫反応器から排出
される脱硫処理済みの排ガスで冷却する。このため、前
記脱硫反応器から排出した排ガスは集塵器に入る前に前
記ガス用熱交換器で昇温できるという特色を持つ０本発
明の装置では、断熱飽和温度直上まで脱硫反応器出口の
温度を低下できるので、脱硫率としては、非常に高い値
を得ることができる。

なお、ＳＯＸなどの酸性有害物質を含む排ガスをアルカ
リ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物等の脱硫剤
で除去する場合、湿度が脱硫性能を支配するとされてい
ることがら、湿度制御を正確に行うことのできる実験装
置にて、反応ガス温度を変えて、断熱飽和温度との差と
脱硫率の関係を調べた。

第２図にその結果を示すが、脱硫率は断熱飽和温度との
差に大きく支配され、温度が断熱飽和温度に近づくほど
、脱硫率は高くなることが明らかとなった。

［実施例］ 本発明を実施するのに好適な具体的実施例および実験結
果を以下説明する。

実施例１ 第１図は、事業用ボイラに本発明を適用した場合の例を
示す６石炭焚きあるいは重油焚きボイラ１からのＳＯＸ
を含む排ガスは、エアヒータ２で温度を下げられ、約１
５０℃の温度になる。この時、排ガス中には石炭焚きボ
イラの場合的７〜１０％、重油焚きボイラの場合的１２
〜１５％の水分が含まれいる。この排ガスは、ガス用熱
交換器３に導かれ、脱硫反応器４から出たガスと熱交換
されて温度を下げられる。温度を下げられた排カスは、
脱硫反応器４に入り、消石灰等の脱硫剤か脱硫剤供給口
５より、水が水供給口６より導入されて、排ガス中のＳ
ＯＸは除去される。この時、脱硫性能を大きく支配する
のは、脱硫反応器４内の温度であり、すなわち、脱硫反
応器４内の温度の断熱飽和温度との差である。脱硫反応
器４から出た脱硫処理後の排ガスが集塵器７に入る前に
前記ガス用熱交換器３で昇温できるという特色を持つ、
本装置では、断熱飽和温度直上まで脱硫反応器４出口の
温度を低下できるので、脱硫率としては、非常に高い値
を得ることができる。

次に、第１図と同じシステム構成を有する実験装置を用
いて実験した結果を以下述べる。

重油焚き燃焼炉にて、約１０％の水分を有する２０ＯＮ
ｍ’／ｈの熱風を発生させ、ＳＯ２ガスボンベを用いて
２０００ｐｐｍ相当のＳ０２ガスを混入させて、ボイラ
排ガスに相当する模擬排ガスを作成した。ガス温度は冷
却器を用いて、エアヒータ出口に相当する１５０℃付近
に保持した。

上記条件を有する模擬排ガスを再生式ガス用熱交換器（
ユングストローム型空気予熱器）に導くと、ガス用熱交
換器出口の温度は、９０℃まで低下した。次に、この模
擬排ガスを脱硫反応器内に導き、脱硫反応器内では消石
灰および水を供給した。消石灰はＳ０２ガスとのモル比
が２となるよう供給した。水は脱硫反応器中央部に設け
た温度計を°モニターしながら、断熱飽和温度プラス５
℃（本ケースの場合５９℃）を狙って、水供給量を決定
した。

上記脱硫実験を行った時の脱硫反応器出口の８０２モニ
タの値は３５０〜３６０ｐｐｍとなり、脱硫率としては
約８３％という値が得られた。

一方、ガス用熱交換器を出た後の排ガス温度は、約９０
℃で、断熱飽和温度より約３０℃高い値となっていた。

また、集塵器内を実験直後、分解点検し、目視で結露の
有無を確認したが、その証拠は全く観察されなかった。

比較実験 前記実験装置においてガス用熱交換器を用いず、バイパ
スして直接、集塵装置へ供給する比較実験を行った。こ
の時、脱硫反応器出口のガス温度は、集塵器での露点腐
食が実装置規模で防止できる断熱飽和温度プラス１０℃
（本ケースの場合６４°Ｃ）になるよう、温度計をみな
がら水供給量を次第に増加していっな。

上記脱硫実験を行った時の脱硫反応器出口のＳＯ２モニ
ターの値は８５０ｐｐｍとなり、脱硫率としては５８％
と低い値になった。

本発明の他の実施例を第３図に示す。

第３図は高温脱硫として、ボイラ１内に脱硫剤供給口５
から石灰を吹き込み高温脱硫を行い、排ガス煙道に設け
た脱硫反応器４に水供給口６から水をスプレーして低温
脱硫する例である。このときボイラ１と脱硫反応器４の
間の煙道にはガス用熱交換器３が配置され、脱硫反応器
５に導かれる排ガスと脱硫反応器４から排出される脱硫
処理後の排ガスの熱交換が行われる１本実施例でも、脱
硫反応器４内での反応温度を低くでき、前記実施例と同
様の効果が得られる。

［発明の効果］ 本発明によれば、脱硫反応器内での排ガス温度を断熱飽
和温度直上まで低下できるので、排ガスの脱硫率を大巾
に向上できる。

本発明によれば、脱硫反応器内の温度を断熱飽和温度直
上まで降下させても、集塵装置内での結露を防止できる
ため、集塵装置は一体化した脱硫反応器を用いても、集
塵装置の腐食により脱硫反応器の運転を停止するような
ことはない。

また、脱硫性能は相対湿度に支配されるので、反応器入
口の温度を下げることにより、同じ相対湿度を達成する
のに必要な水分の量を低減できるという効果も発揮でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は相対湿度と
脱硫率に関する実験データを示す図、第３図は本発明の
他の実施例を示す図、第４図は従来技術を示す図である
。 ４・・・脱硫反応器、５・・・脱硫剤供給口、６・・水
供給口 出願人　バブコック日立株式会社 代理人　弁理士　松永孝義　ほか１名 １・・・ボイラ、３・・・ガス用熱交換器。 第 図 第 図 ６、水供給口 断熱飽和温度との差（”Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合
   物のうち、少なくとも一種類以上の化合物の微粒子を含
   む脱硫剤を用い、脱硫反応器を介して燃焼排ガス中の酸
   性有害物質を除去する燃焼排ガスの処理装置において、 脱硫反応器への導入前の排ガスと脱硫反応器から排出さ
   れる脱硫処理済みの排ガス間の熱交換を行わせるための
   ガス用熱交換器を設けたことを特徴とする燃焼排ガスの
   処理装置。
2. （２）上記ガス用熱交換器を用いて、脱硫反応器内の温
   度を下げ、断熱飽和温度との差を５〜１０℃とすること
   を特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。